2.3. Температура мен жылулық жүктеменің металл тоттануына әсер етуі
Жылыту режімінің әсері. Газдық тоттану үдерісінде тотық қабыршақтарының (тотқақтардың) механикалық бұзылуы тотқақты түзетін тоттану үдерісінің жылдамдығын қатты көтеретін болады. Ішкі кернеулердің әсерімен қорға- ныш қабыршақтарының бұзылуын күшейтетін маңызды факторлардың бірі температураның кенет және жиі өзгерісі болып табылады. Металдың жылулық ұлгаю коэффициенті, әдетте, осы металдың тотығына қарағанда әлдеқайда жоғары. Осының салдарынан температураның күрт өзгергені кезінде және, әсіресе металл күрт суығанда қабыршақта қорғаныш қабыршақтардың механикалық бұзылуына алып баратын қосымша ішкі кернеулер (қабыршақ пен металл көлемінің сәйкессіздігінен туындайтыннан басқа) құралады.
Металл бөлшектерінің айнымалы қыздырылуы мен суы- тылуынан туындайтын (жылулық түрткілер деп те аталады) газдық тоттану үдерістерінің іс жүзінде күшті жеделдеуі тура осымен түсіндіріледі. Ендеше, мысалы, электр пештерінің қыздыру элементтері токты оқтьш-оқтын ағытып жэне қосып отырған жағдайда клеммаларға берілетін кернеудің қыздыру элементтерін баппен реттегеннен гөрі жылдамырақ тотығады.
Жылулық жүктемелердің рөлі. Қыздыру беттерінің жылулық жүктемесі (жылу ағыныньщ тығыздығы) металл тоттануының маңызды факторы болып табылады. 2.13 - су- ретте көрсетілгеніндей, қысым 10 МПакезінде конденсаттағы болаттың потенциалы жылулық жүктемесінің өсуіне байла- нысты азая түседі. Бұл бәрінен бүрын жүктемесінің өсуімен бірге қорғаныш қабыршағының ішінара бүзылуы қоса жүретіндігімен түсіндіріледі. Қорғаныш қабыршақтарының бүзылуына басты себептер бүл жағдайда мыналар:
қабыршақ пен болат материалының көлемдік жэне сы- зықтық үлғаюларының эртүрлі коэффициенттерімен байла- нысты туындайтын қабыршақтағы жылулық ширығу;
металл беттеріндегі жоғары жылулық жүктемелерде қарқынды түрде пайда болатын бу көпіршектерінің механи- калық эсер етуі;
Жылулық жүктеме, кВт/м4
2.13 - сурет. Р = 10 МПа кезіндегі конденсаттағы болат ширығуының жылулық жүктемеге байланысты жылу ағыны тығыздығының өзгеруі
2.12 - сурет. Болат тоттануы
Жылдамдығының су қозғалысы жылдамдығына тәуелділігі
Атом түріндегі сутек қашанда болаттың тоттануы сал- дарынан сутектік үйексізденуі кезінде қатты қыздырылған
111 1 '*•
г іЛ
12 3 4 Ум/с
атом түріндегі сутегінің қабыршақты тотықсыздандыр- ғыш әсері.
1 катиондалған су; 2 - химиялық тұзсызданған су; 3 - Н-Иа катиондалған су;
Химиялық кинетиканың жалпы заңдарьша сәйГ,N|' температурасының көтерілуі металл тоттануын жьщ^ ^ туғатиіс.
Температураның әсері. Егер тоттану жылдамдығыбіп- шілік электродтық немесе электрхимиялық реакциялард^ әйтпесе диффузия үдерістерінің жылдамдықтарымен аіщқ, | талатын болса, онда ол Аррениус орнықтырған тәуелділікке сәйкес ұлғаятын болады
II = Ае~*т
мұндағы, II - үдеріс жьшдамдығы; А және 0 - константалар; Т - абсолюттік температура, К; К - ғаз тұрақтысы.
Алайда оттектік тоттану жағдайында тотгану орта- сы температурасьшың әсер етуі әрқилы бой көрсетеді; мұндайда өктем агенттердің бір бөліғінің жойылуы және өзге де көлденең құбылысардың орын алуы кәдік. |
Суды қыздыру кезінде онда еріген газдардың бөлінуі мүмкін ашық жүйелерде (бактарда, саңылаусызданбаған араластыру қыздырғыштарында), тоттану әуелі температу- раньщ жоғарылауымен ұлғаяды, сонсоң азаяды, сеоеоі жоғары температураның әсерімен тоттанудың қарқындауы оттегінің еруінің төмендеуімен орны толады. Бұл ФаК" торлардың қарама-қарсы әсерлерінің нэтижесінде 50-ден 70 °С-ке дейінгі аралықтағы тоттану жылдамдығынЫН температуралық тэуелділігін бейнелейтін қисық сызық мак- симум арқылы өтеді.
Жабық жүйелерде, мысалы, оттекті аластауға жағдай ЖОК қыздыру беттерінде суды қыздыру тоттану жылдамдығынын үздіксіз көтерілу іне алып келеді.
^